《任丘碳酸盐岩油藏》由会员分享，可在线阅读，更多相关《任丘碳酸盐岩油藏（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第一节第一节 碳酸岩油藏地质模型碳酸岩油藏地质模型碳酸岩盐油藏是由圈闭体、储集体和流体组成的地质体，它包括盖层、圈挡层和含油储集层。碳酸盐岩油藏地质模型是碳酸盐岩油藏地质特征和成藏机理的概括，反映各类油藏的标准地质式样、成藏规律和驱油机理，包括不同类型油藏的形态物理模型和储集渗流模式。第一节第一节 碳酸盐岩油藏形态物理模型碳酸盐岩油藏形态物理模型华北碳酸盐岩油藏形态物理模型是渤海湾地区碳酸盐岩油藏的典型形态描述，其中包括含油体顶面形态物理模型、边界遮挡条件、盖层条件和内幕构造形态模型等几个方面内容。一、油藏边界圈闭遮挡条件碳酸盐岩含油地质体的边界圈闭遮挡条件，一是靠山顶面下倾、上覆泥质盖层圈
2、闭遮挡，二是靠边界大断层下降盘泥质层遮挡。往往碳酸盐岩油藏一侧或两侧为边界大断层遮挡，而其它方向为潜山面下倾圈闭。1断层遮挡渤海湾含油区碳酸盐岩油藏的形成与断层有密切关系，在油藏形成之际，边界大断层正当活动阶段，是油气运移的通道，油藏形成之后，断层停止活动，又是遮挡油气外溢的条件。每个碳酸盐岩油藏都有众多的不同等级的断层，依据形成时间、分布位置和对油藏的意义，大致可分为三类：第一类是油藏内部的断层，断距仅几米至几十米，延伸不过数百米，成组系分布，密度较大，这类断层既不起边界断层遮挡油气的作用，又不能侵害含油断块，只能连通孔洞，是流体运动的主要通道。第二类是油藏中的主要断层，断距可达数百米，延伸
3、数千米，形成时间较晚，在油藏中不起圈挡作用，但能侵害含油断块和不同的含油山头。第三是古潜山油藏的边界大断层，分布于凸起与凹陷之间（古潜山与凹槽之间） ，这类断层是第三纪沉积早期就开始活动的同沉积拉张大断层。第三系生油岩沿断层下降盘凹槽分布，油气通过断面向潜山碳酸盐岩中运移聚集，同时断层垂直断距大于潜2山含油高度，断层下降盘的第三系倾向与潜山面坡向相反，所以边界断层又起到遮挡油气外溢的作用，成为碳酸盐岩潜山油藏圈闭遮挡条件。潜山油藏的边界断层平面上多为直线形或弧形，剖面上呈陡坎形或上陡下缓的坐椅形，从断棱到油水界面的平面投影宽度较窄。任丘雾迷山油藏的任西断层，河间高于庄西油藏的河间断层等都是边界
4、大断层，对油藏起遮挡作用。2潜山面下倾上覆盖层覆盖圈挡碳酸盐岩古潜山油藏的高部位，一般都靠近边界大断层附近，边界大断层活动，上升盘抬升成翘倾单面山，其下倾方向是上覆盖层遮挡的油藏边界。边界断层活动的时间有早有晚，断层的断距有大有淖，油藏边界圈挡的地层有新有老，从而潜山面下倾上覆盖层覆盖圈挡又可划分为两种边界模型：第一种，由石炭二叠系地层圈挡的是奥陶系碳酸盐岩油藏。这类油藏边界断层形成时间较晚（始新世后） ，断距较小，碳酸盐岩地层以上仍保存较厚的石炭二叠系地层。石炭二叠系为碳酸盐岩油藏的边界圈挡地层。第二种，由第三系泥质圈挡的元古界下古生界碳酸盐岩油藏。这类油藏边界断层形成时间较早（第三纪前）
5、，断距较大，断层上升盘经过强烈风化剥蚀，形成碳酸盐岩古潜山，始新世以后地壳下沉，下第三系超覆盖在碳酸盐岩古潜山之上。碳酸盐岩古潜山从高部位向外侧地层越来越新，而第三系盖层从潜山高部位向外地层越来越老，两套地层为角度不整合接触，形成羽状交会。二、油藏盖层条件渤海湾碳酸盐岩潜山油藏盖层以其地层时代和岩石组合类型可划分为两种：第一种为石炭二叠系盖层，潜山地层与盖层平行不整合接触，盖层由铝土质泥岩、炭质泥岩、含煤线泥岩组成，盖层厚度大于 100m，遮盖条件较好。第二种为下第三系泥制裁岩盖层，下第三系地层超覆于碳酸盐岩潜山之上，两者为角度不整合接触。第三系盖层底部往往有砂砾岩层（具有一定渗透性） ，但多
6、为透镜状分布，并向油藏外侧倾斜，所以第三系底部砂砾岩不破坏第三系的盖层条件。大套连片分布的厚层（单层大于15m）泥岩，一般距碳酸盐岩潜山顶面 3040m，与下部泥岩组成统一的第三层盖层（图 1.1） 。由于第三系底部的砂砾岩和新生代强烈的构造断裂活动，降低了第三系的遮盖能力，造成石炭二叠系盖层优于第三系盖层，石炭二叠系覆盖的古潜山油藏油质轻，气3油比高，而第三系覆盖的古潜山油藏油质重，气油比低等结果。图 1.1 任丘潜山盖层分布图三、油藏形态物理模型油藏形态是指受边界条件限制的油藏顶面形态和剖面形态，碳酸盐岩油藏形态一般可归纳成四种类型：1）残丘形：残丘形碳酸盐油藏均由元古界藻云岩组成。残丘形
7、态差异较大，有浑圆形高点残丘，也有沿边界大断层分布的多高点残丘，残丘一侧为边界断层，而其它方向为碳酸盐岩顶面下倾，形成弧形封闭边界。2）断块形：碳酸盐岩油藏边界多被断层切割遮挡称断块形油藏，油藏边界平直平面上呈多边形，断块顶面为单向倾斜的斜坡形，高部位靠近边界大断层。奥陶系碳酸盐岩油藏断块形较多。3）斜坡形：斜坡形油藏形态是奥陶系厚层碳酸盐岩潜山油藏中的一种特殊形态，一般分布于潜山腰部。向潜山高部位受风化剥蚀的影响奥陶系剥蚀尖灭，潜山顶面第三系盖层与储层下部泥质隔层相交遮挡圈闭，下倾方向为油水界面，底部为泥质隔层，剖面上呈三角形（也称楔形） ，两侧受断层阻隔。4）单斜形：寒武系府君山组层状白云
8、岩油藏多为单斜形油藏（参看任北府君山组油藏形态图） 。府君山组分布于潜山的腰部，地层倾角大于潜山坡角度，故府君山组上倾方向与风化壳会合，形成府君山组白云岩风化窗口，向下插入古潜山腹部，被寒武系馒头组泥质岩遮盖，两侧断层切割遮挡，形成层状单斜形碳酸盐岩油藏。四、油藏内幕构造形态碳酸盐岩油藏内幕构造形态的变化，主要受地层褶曲与断层切割的影响。渤海湾地区碳酸盐岩油藏内幕构造有单斜形和半背斜形两种，不同的油藏外部形态都可成单斜形和半背斜形内幕构造。而内部构造形态为单斜形的碳酸盐岩油藏，顶部形态（潜山形态）一般均为单斜断块，碳酸盐岩地层倾向与潜山坡向相近，地层倾角大于坡度角，所以潜山高部位地层老，低部位
9、地层新，主断层位于油藏高部位。半背斜构造是背斜构造遭断层切割的残留部分，断层一盘形成半背斜潜山油藏。第二节第二节 碳酸盐岩油藏储集模式碳酸盐岩油藏储集模式碳酸盐岩发育特征与碳酸盐岩石类型有密切的关系，元古生界碳酸盐岩（高于庄4组及雾迷山组等）以各种结构的白云岩为主（表 1.1） ，下古生界(寒武系府君山组及奥陶系)以各种结构的石灰岩和粉细晶白云岩为主(府君山组主要为白云岩)表(1.2)。表表 1.11.1 元古生界碳酸盐岩油藏岩石类型表元古生界碳酸盐岩油藏岩石类型表岩 石 类 型占厚度百分比,%隐藻白云岩层纹石白云岩 凝块石残余凝块石白云岩 锥状、柱状、小波纹、大波纹 掌状迭层白云岩45.0颗
10、粒白云岩砂砾屑白云岩 鲕粒白云岩10.0化学白云岩泥粉晶白云岩5.7（含）泥质白云岩含泥、泥质白云岩4.0（含）硅质白云岩含硅、硅(化)质白云岩13.8角砾状白云岩构造角砾状白云岩 溶塌角砾状白云岩 风化溶淋角砾状白云岩21.5表表 1.21.2 下古生界碳酸盐岩油藏岩石类型表下古生界碳酸盐岩油藏岩石类型表岩 石 类 型占厚度百分比,%石灰岩类泥晶灰岩 砂砾屑灰岩 生物碎屑灰岩 藻灰岩 鲕状灰岩55石灰岩白云岩类（含）灰质泥粉晶云岩 （含）云质泥晶岩10白云岩类粉细晶白云岩 藻白云岩 角砾状白云岩20泥质碳酸盐岩类（含）泥质泥晶灰岩 （含）泥质泥粉晶云岩 泥灰岩 泥云岩1015泥岩类（含）灰质
11、泥岩 （含）云质泥岩 泥（页）岩510一、储层发育与演化5渤海湾地区中上元古生界下古生界碳酸盐岩储集孔隙以次生成因为主，其储层发育演化过程，实际上就是碳酸盐岩沉积成岩后各种地质作用建造次生孔隙的全部过程，不同地史阶段、不同成因的孔隙形成退化新的孔隙形成再退化，直至油气聚集阶段仍然残存的储集孔隙变化的描述。1裂缝溶洞型储层发育与演化冀中奥陶系油藏为裂缝溶洞型储集类型，早中奥陶世，冀中处于浅海陆棚的生物、化学和机械沉积环境，接受了一套浅海陆棚相碳酸盐岩沉积。奥陶系沉积以后，经压实胶结，结晶交代成岩，原生孔隙逐步减少，成为准同生白云岩和不同结构的石灰岩；中奥陶世末至中石炭早期，加里东运动使华北整体抬
12、升，奥陶系顶面经风化剥蚀淋漓，大量溶蚀孔缝洞形成；中石炭世以后，渤海湾地区又复下沉，奥陶系风化壳之上沉积了中石炭二叠系地层，奥陶系风化淋漓带的次生孔隙被充填堵塞，结合重晶作用和白云岩化作用，奥陶系的准同生白云岩转变成准同生后白云岩，晶间孔隙增加；中新生代受燕山运动的影响，渤海地区褶皱断裂运动强烈，在翘倾断块的高部位，奥陶系上覆地层被剥蚀，碳酸盐岩再次出露地表，经过大气降水的风化淋漓，溶蚀溶解，产生大量风化溶蚀空隙；始新世后，地壳再次下沉，奥陶系被第三系砂泥岩超覆覆盖，表生期的风化溶蚀空隙又一次被充填堵塞（但仍残留部分次生空隙） ；晚第三纪以后的新构造运动和油田的溶解作用，在奥陶系碳酸盐岩中营造
13、出少量构造缝和溶蚀孔洞，组成奥陶系碳酸盐岩古潜山储层的孔隙系统（图 1.2） 。2裂缝孔隙型储层发育与演化寒武系府君山组白云岩为裂缝孔隙型储集类型，其储层发育演化过程较裂缝溶洞型缺少前表生期，成岩早期（浅埋期）与成岩期（深埋期）为连续过渡的地质阶段，储层演化仅经历了五个阶段，即沉积成岩早期、成岩期、褶皱断裂期、表生期和后埋藏期。成岩期是府君山组白云岩化的主要形成阶段，也是晶间孔隙形成的主要阶段；准同生后白云岩经过构造应力作用，构造缝产生；中生代晚期到早第三纪是府君山组储层上倾部位遭受风化淋漓，大气降水沿府君山组风化窗口经准同生后白云岩晶间孔隙顺层侵入溶解，使晶间孔变成晶间溶孔，扩大了白云岩储层
14、的孔隙和喉道，造成府君山组顺层溶蚀孔隙带（层） ；后埋藏期的地质作用与裂缝溶洞型储层相同，但充填堵塞作用主要发生在府君山组风化窗口附近，充填堵塞作用较弱（图 1.3） 。3复合型储层发育与演化中元古界蓟县系雾迷山组组成复合型储集类型的碳酸盐岩油藏，储层发育演化阶6段可分为沉积期、成岩期、前表生期、前埋藏期、褶皱断裂期、后表生期和后埋藏期等七个阶段，有些演化阶段在时间上不能截然分开，如沉积期和成岩期，褶皱断裂期和后表生期等。碳酸盐岩与碎屑岩不同，成岩作用很早，上部碳酸盐沉积，下部已开始成岩，所以沉积期就开始成岩，成岩阶段继续接受沉积。褶皱断裂期与后表生期也难截然分开，后表生期的褶皱断裂作用仍很强
15、烈，但从雾迷山组储层发育的时空关系分析，一般总是褶皱断裂运动发生在前，断层上升盘高部位的雾迷山组露出地表，经过表生期的风化淋漓，形成次生溶蚀孔洞缝发育的复合型储集层。后埋藏期主要以充填堵塞作用为主，次生孔隙退化减少（图 1.4） 。4似孔隙型储层发育与演化冀中饶阳凹陷东部碳酸盐岩潜山油藏储层以似孔隙型储集类型为主，其储层发育演化阶段与复合型相同，但褶皱断裂期以前四个演化阶段的地质时期与复合型不同（图 1.5） 。油藏主要储集空间发育于褶皱断裂期和后表生期，燕山期元古界碳酸盐岩遭受强烈构造变动，断裂破碎成糜棱岩化构造角砾岩，后表生期又经风化溶蚀，角砾岩转变成溶蚀缝洞孔极其发育的似孔隙型储层，虽然
16、后埋藏期次生孔隙被局部堵塞，但残存孔隙空间仍十分发育。渤海湾地区中元古界下古生界碳酸盐岩储层发育演化时间很长，一般均经历了以原生孔隙为主的碳酸盐岩沉积成岩早期，逐渐经过埋藏期、褶皱断裂期、后表生期和后埋藏期等几个阶段的改造，原生孔隙退化减少，次生孔隙形成，继而部分孔隙空间充填堵塞，最终形成以次生构造溶蚀孔隙为主的碳酸盐岩储集层。四种储集类型发育演化的时间不同，而其演化阶段大体划分为两类。裂缝溶洞型储层、似孔隙型储层和复合型储层，两次暴露地表，经历两个表生期的改造，而裂缝孔隙型储层沉积成岩以后，仅一次暴露地表，经历一个表生期的改造。渤海湾潜山碳酸盐岩储层次生孔隙（裂缝与溶蚀孔隙）主要形成于燕山期褶皱断裂运动和后表生期的风化淋漓作用，后埋藏期是潜山碳酸盐岩油藏的形成阶段，油田水中的有机质脱羧基作用，地下水中 CO2 含量增加，加强了油田水的溶解能力，碳酸盐岩储层中的次生孔隙继续溶解扩大，形成潜山碳酸盐岩油藏储层孔隙结构的现今状态。二、储集空间类型潜山碳酸盐岩储层的孔隙类型以
